高層建筑火災(zāi)撲救面臨的困難及對策

劉洪強(qiáng)，魏捍東

(1.公安部消防局，北京 100054； 2.河北省消防總隊(duì)，河北 石家莊 050000)

●滅火救援技術(shù)

高層建筑火災(zāi)撲救面臨的困難及對策

劉洪強(qiáng)1，魏捍東2

(1.公安部消防局，北京 100054； 2.河北省消防總隊(duì)，河北 石家莊 050000)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層建筑數(shù)量日益增多，而其消防安全形勢卻越來越嚴(yán)峻。結(jié)合專項(xiàng)測試結(jié)論，探討高層建筑火災(zāi)撲救的方法，提出改進(jìn)高層建筑滅火救援的可行性措施，從而有效處置高層建筑火災(zāi)事件，避免和減少人員傷亡以及經(jīng)濟(jì)損失，杜絕惡性火災(zāi)事故的發(fā)生。

高層建筑；火災(zāi)撲救；數(shù)據(jù)分析；方法

高層建筑火災(zāi)撲救一直以來是公認(rèn)的世界性消防難題，由于其特殊的火災(zāi)特點(diǎn)，使得火災(zāi)發(fā)生后火災(zāi)撲救和人員搜救工作都存在相當(dāng)大的難度。公安部消防局于2009年至2013年相繼針對高層建筑供水、建筑排煙、建筑消防設(shè)施應(yīng)用開展專項(xiàng)測試，并對近年來典型的高層建筑火災(zāi)進(jìn)行分析，從中找出高層建筑火災(zāi)的規(guī)律，探尋改進(jìn)高層建筑火災(zāi)撲救的方法。

1 高層建筑火災(zāi)撲救面臨的困難

高層建筑火災(zāi)案例表明，高層建筑火災(zāi)的主要特點(diǎn)是蔓延迅速，“煙囪”效應(yīng)強(qiáng)，容易往上迅速蔓延，形成立體火災(zāi)，而且熱煙毒氣危害嚴(yán)重，直接威脅著人們的生命安全。各地公安消防部隊(duì)在高層建筑滅火救援實(shí)戰(zhàn)中總結(jié)了此類火災(zāi)撲救面臨的一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 滅火用水量大，供水困難[1]

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對于室內(nèi)消防供水量的設(shè)計(jì)，只是針對火災(zāi)初期階段自防自救的，其室內(nèi)消火栓最大供水量僅為40 L·s-1，只能同時(shí)使用8個(gè)消火栓[2]。筆者對13起典型高層建筑火災(zāi)撲救進(jìn)行分析，其平均用水量達(dá)到了300 L·s-1，其中最大的滅火用水量近700 L·s-1，出水時(shí)間平均為8.7 h，建筑自身供水系統(tǒng)很難滿足需要。通過測試，對于100 m高層的供水，如果采取垂直鋪設(shè)水帶的方式，至少需要7名消防員利用10 min的時(shí)間才能保證出水，但大多數(shù)高層建筑外部水帶固定條件差，在實(shí)戰(zhàn)中許多消防員都是采用內(nèi)部沿樓梯鋪設(shè)的形式進(jìn)行，100 m的高層至少需要18 min才能完成供水任務(wù)。供水的速度遠(yuǎn)趕不上煙氣和火災(zāi)蔓延的速度。

1.2 煙氣流動(dòng)受高度影響較大，危險(xiǎn)性大

按照《建筑安全玻璃管理規(guī)定》高層建筑大多采用鋼化玻璃[3]，鋼化玻璃的強(qiáng)度可達(dá)一般玻璃的9～15倍，其抗破壞壓力可達(dá)600 MPa[4]，消防員難以實(shí)施破拆玻璃窗進(jìn)行自然排煙。由于氣流受到地面摩擦影響越小風(fēng)速越大，風(fēng)壓也越大。據(jù)測定，如果10 m高處的風(fēng)速為5 m·s-1，30 m高處則為8.7 m·s-1，60 m高處為12.3 m·s-1，90 m高處達(dá)15 m·s-1[5]。受風(fēng)向、風(fēng)力、氣壓等氣候條件的影響，采用機(jī)械排煙也難以達(dá)到理想的排煙效果，大量的煙氣籠罩在大樓內(nèi)，對消防隊(duì)員的滅火行動(dòng)和室內(nèi)人員的疏散，都會造成較大的威脅。

1.3 登高作業(yè)面受限，車輛展開困難

高層建筑大部分有地下附屬建筑，導(dǎo)致消防通道路面承重力下降，極大阻礙了消防車輛的停靠。此外，登高作業(yè)場地操作空間受架空電力、通信、電車管線、廣告牌的影響，作業(yè)場地受道路、綠化帶、街道護(hù)欄等限制，致使車輛無法正常工作。

1.4 無線通信信號衰減嚴(yán)重，通信盲點(diǎn)多

由于高層建筑大多采用鋼結(jié)構(gòu)或鋼混結(jié)構(gòu)，對無線電信號屏蔽作用十分強(qiáng)烈，通信盲區(qū)或盲點(diǎn)較多，火場內(nèi)部與外部聯(lián)絡(luò)容易出現(xiàn)通信不暢，給火場指揮帶來了很多不便。經(jīng)測試，高層建筑在150 m以上通信信號衰減嚴(yán)重，無法保證正常通信，150 m以下建筑內(nèi)部核心筒內(nèi)也不能保證正常通信。

1.5 建筑體量大、登高通道少，進(jìn)攻和疏散困難

高層建筑層數(shù)多，疏散途徑少且距離長，人員疏散所耗費(fèi)的時(shí)間長。一旦供電出現(xiàn)故障消防電梯不能使用，消防員必須選擇使用疏散樓梯進(jìn)攻，而此時(shí)樓內(nèi)的人員正在向樓下逃生，形成人流的對撞影響滅火救援行動(dòng)。同時(shí)，由于需要攜帶必需的個(gè)人防護(hù)、滅火、破拆、偵察等工具，經(jīng)過負(fù)重登樓后消防員立即展開戰(zhàn)斗行動(dòng)的能力被大大削弱。

2 高層建筑火災(zāi)撲救的改進(jìn)措施

高層建筑火災(zāi)撲救，一直是公安消防部隊(duì)研究的熱點(diǎn)問題。筆者從前期準(zhǔn)備、實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用和檢討反思三個(gè)方面，對高層建筑滅火救援工作提出相應(yīng)改進(jìn)措施。

2.1 充分做好高層建筑滅火救援準(zhǔn)備工作

2.1.1 滅火救援預(yù)案要經(jīng)過實(shí)地測試。責(zé)任中隊(duì)必須在實(shí)地實(shí)測基礎(chǔ)上制訂高層預(yù)案，對高層建筑逐一測試舉高車?？课恢煤褪枭⒚妫鞔_水泵接合器供水區(qū)域和功能，開展實(shí)際出水測試。對于多通道的人員密集場所，要與單位管理人員劃分制定疏散樓梯和消防員專用樓梯，避免人流的沖撞。充分考慮防火分隔設(shè)施對滅火救援進(jìn)攻路線的影響，合理設(shè)置集結(jié)區(qū)域，明確增援隊(duì)使用的水源和待命位置，確保到場后能夠預(yù)先展開。

2.1.2 作戰(zhàn)編成要相對固化。結(jié)合火警分級，實(shí)現(xiàn)一鍵式調(diào)度，科學(xué)調(diào)派相應(yīng)的人員、裝備和車輛到場處置。同時(shí)，落實(shí)高層建筑火災(zāi)撲救裝備器材的標(biāo)準(zhǔn)配備，固化不同等級調(diào)派力量的人員、車輛的分工，便于在大型火災(zāi)現(xiàn)場指揮員能夠按照力量編成統(tǒng)一分配任務(wù)，確保不同的增援隊(duì)到場后根據(jù)任務(wù)直接展開戰(zhàn)斗行動(dòng)。結(jié)合《火警和應(yīng)急救援分級規(guī)定(試行)》，以某省會城市消防力量為例，表1列出了不同火警等級高層建筑火災(zāi)撲救的力量編成。

2.1.3 滅火救援裝備要立足特殊需要。針對高層建筑火災(zāi)特點(diǎn)，消防部隊(duì)除配備大功率水罐消防車、舉高車和常規(guī)的滅火救援器材外，還應(yīng)該根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)需要，裝備一些高層建筑火災(zāi)撲救的特種器材。如針對內(nèi)攻作戰(zhàn)的需要，配備玻璃破碎器、通信中繼器、窗口水幕水槍等；根據(jù)供水需要，配備50 m水帶、水帶快速吊升裝置、移動(dòng)儲水囊、窗口水帶固結(jié)器等。以一個(gè)作戰(zhàn)單元為例，應(yīng)當(dāng)攜帶的器材如表2所列。

2.2 科學(xué)處置高層建筑火災(zāi)撲救中的矛盾

撲救高層建筑火災(zāi)，要確保第一時(shí)間搶救人員、控制災(zāi)情擴(kuò)大，最大限度地減少損失和危害，必須正確處理好以下幾個(gè)方面問題。

2.2.1 堅(jiān)持“救人第一”，正確處理救人與滅火的關(guān)系[6]?；饒錾现灰腥藛T被困，就要采取一切措施和方法積極搶救人命，這是公安消防部隊(duì)在所有滅火戰(zhàn)斗中必須遵循的原則。對于低樓層的被困人員可以穩(wěn)定被困人員情緒，用喊話等方式安慰驚恐待救人員，盡量避免出現(xiàn)跳樓亡人事故；對于燃燒層上下樓內(nèi)受煙火侵襲但有行動(dòng)能力的人員，要內(nèi)外結(jié)合，快速救出；對于受火焰烘烤或受火焰強(qiáng)烈輻射的人員應(yīng)及時(shí)組織用水槍堵截火勢，或突破煙火封鎖，打開前進(jìn)道路，掩護(hù)救人；對于逃生通道被封堵，舉高車輛無法到達(dá)的人員，應(yīng)派出消防員取得聯(lián)系，盡量組織在避難層或避難間暫時(shí)躲避；遇有被困人員較多時(shí)，應(yīng)合理評估建筑安全狀態(tài)，設(shè)置中轉(zhuǎn)層，確保防御水槍到位，將疏散出的人員引導(dǎo)至中轉(zhuǎn)層，騰出有限的消防員搜救更多的人員。

2.2.2 科學(xué)使用消防電梯，正確處理作戰(zhàn)效率與消防員安全的問題。實(shí)驗(yàn)證明，受過訓(xùn)練的消防員使用隨機(jī)?？繕菍拥南离娞荩繕?biāo)樓層在8層以下時(shí)，消防員登樓速度快于消防電梯；若進(jìn)攻樓層在8層以上時(shí)，消防電梯速度要比訓(xùn)練有素的消防員登樓速度快。但為確保安全，在使用消防電梯時(shí)應(yīng)注意：消防電梯盡量不要穿過著火層，目標(biāo)層應(yīng)選擇在著火層下兩層；選乘的消防電梯應(yīng)位于與著火區(qū)域不同的防火分區(qū)內(nèi)；派專人負(fù)責(zé)監(jiān)控電梯供電和井內(nèi)積水情況，如可能造成電梯停止運(yùn)行，應(yīng)及時(shí)通報(bào)。

2.2.3 合理設(shè)定搜救順序，正確處理搜救人員少與搜救范圍大的問題。為保證有限的消防員能夠最大限度地搜救現(xiàn)場人員，高層建筑火災(zāi)中，人員搜救的順序應(yīng)根據(jù)煙氣流動(dòng)和人員逃生規(guī)律制定。一般情況下，搜救人員從作業(yè)起點(diǎn)層出發(fā)，首先搜救著火層(包括本層其他房間)，其次是著火層上一層，第三步是頂層，然后再向下搜救，至最底層后，再對毗鄰建筑外墻及著火建筑地面進(jìn)行搜索。

2.2.4 及時(shí)內(nèi)攻，正確處理內(nèi)攻與外攻的關(guān)系。各級指揮員要樹立“先內(nèi)后外”、“內(nèi)攻為主，外攻為輔”的作戰(zhàn)理念，在火災(zāi)初期部署力量快速接近火點(diǎn)，消滅火勢。當(dāng)火點(diǎn)在建筑內(nèi)部，且未突破建筑外殼時(shí)，必須內(nèi)攻，不是特別需要，一般不應(yīng)從外部向室內(nèi)出水炮進(jìn)攻；當(dāng)火點(diǎn)在建筑內(nèi)部，且已突破建筑外殼時(shí)，可實(shí)施內(nèi)外夾擊，但外部水槍陣地只能作為防御，阻止火勢向上蔓延；當(dāng)火點(diǎn)在建筑外部，且鄰近窗戶玻璃未炸裂，高度在作戰(zhàn)車輛射程內(nèi)時(shí)，可采取外攻滅火的方式；當(dāng)火點(diǎn)在建筑外部且鄰近窗戶玻璃大范圍炸裂時(shí)，盡量避免外攻。

2.2.5 果斷消除危險(xiǎn)，正確處理排煙散熱與爆燃的關(guān)系。高層建筑室內(nèi)密閉性強(qiáng)，起火后5～7 min左右，由于燃燒不充分，產(chǎn)生大量不完全燃燒的可燃?xì)怏w，一旦補(bǔ)充新鮮空氣，極有可能會發(fā)生爆燃，溫度從400～500 ℃突然上升到650～700 ℃。同樣，當(dāng)建筑內(nèi)猛烈燃燒時(shí)，室內(nèi)火風(fēng)壓力很高，隨著室內(nèi)溫度不斷升高，體積膨脹，內(nèi)壓增大，如盲目從外部猛烈開炮射水將會使室內(nèi)煙熱氣體壓向內(nèi)攻的通道，瞬間造成火風(fēng)泄壓，形成熱浪沖擊波對內(nèi)攻人員造成傷害。為此，消防員要懂得正確排煙散熱。對于形成猛烈燃燒的建筑，一方面要在排煙口設(shè)置窗口水幕水槍，阻止火勢向上蔓延或是利用彎頭水槍從著火樓層的下層向排煙口內(nèi)射水，降低火場溫度；另一方面要從上風(fēng)方向的窗口設(shè)置遮擋幕布減小進(jìn)風(fēng)量，減小火場內(nèi)火風(fēng)壓的壓力。對于起火的密閉空間，要在其門、窗上破拆孔洞，保持門窗呈關(guān)閉狀態(tài)，向內(nèi)射水降溫，慎重通風(fēng)，防止發(fā)生爆燃。

2.3 立足長遠(yuǎn)，完善建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范

新出版的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》增加了“滅火救援設(shè)施”一項(xiàng)，這是在防火設(shè)計(jì)規(guī)范中首次開辟專篇強(qiáng)調(diào)滅火救援工作，這也意味著滅火救援工作可以在高層建筑建設(shè)之前進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)過長期的滅火救援實(shí)踐工作，筆者認(rèn)為建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范需從以下五個(gè)方面進(jìn)行完善，進(jìn)一步服務(wù)滅火救援工作。

2.3.1 提高消防電梯的安全要求。撲救高層建筑火災(zāi)，消防電梯已經(jīng)成為消防員登高的首選，如何確保消防員安全使用消防電梯則尤為重要。消防電梯前室門口設(shè)置了擋水設(shè)施，但是火災(zāi)撲救中仍經(jīng)常出現(xiàn)消防電梯井進(jìn)水的事件，建議消防電梯井內(nèi)設(shè)置自動(dòng)排水裝置，確保消防電梯正常運(yùn)行。此外，在消防電梯井中增加感溫、感煙和自動(dòng)排煙裝置，一旦溫度和煙量妨礙到電梯正常運(yùn)行，可以采取安全措施，確保消防員安全。

2.3.2 規(guī)定消防控制室位置。鑒于高層建筑一層大廳經(jīng)常被消防指揮員作為聯(lián)絡(luò)地點(diǎn)，而消防控制室是現(xiàn)場指揮員了解高層建筑火災(zāi)情況的最有效手段。NFPA101生命安全規(guī)范和NFPA1561緊急事件管理系統(tǒng)中明確對消防控制室和指揮部的位置要求，“9·11”事故救援中也體現(xiàn)出消防救援指揮部設(shè)置在建筑一層大廳。建議在標(biāo)準(zhǔn)中明確消防控制室必須位于建筑大廳，便于消防指揮員偵察、指揮。

2.3.3 同步加入與消防無線通信相匹配的中繼臺。鑒于高層建筑對無線電信號的屏蔽作用，建議明確高層建筑裝修階段將消防無線通信中繼臺作為公共通信設(shè)施同步建設(shè)，確保滅火救援過程中消防通信暢通。

2.3.4 特定建筑加裝自動(dòng)噴水系統(tǒng)。對于內(nèi)循環(huán)雙層玻璃幕墻建筑，由于其外層鋼化玻璃強(qiáng)度高、內(nèi)層防護(hù)等級低，一旦發(fā)生火災(zāi)極易沿兩層之間的空氣緩沖層進(jìn)行蔓延，無法有效撲救。建議在空氣緩沖層中加裝自動(dòng)噴水系統(tǒng)，確保發(fā)生火災(zāi)時(shí)的安全。對于采用可燃、難燃外墻保溫材料的建筑，一旦保溫層發(fā)生火災(zāi)，幾乎整個(gè)建筑外立面全部過火，而消防部隊(duì)撲救的最有效方式是從頂部出槍向下形成雨淋滅火。如果強(qiáng)制在采用可燃、難燃外墻保溫材料的建筑頂部加裝雨淋裝置，則可最大限度地減少火災(zāi)帶來的損失。

2.3.5 設(shè)置供水干管。高層建筑供水中，最困難的工作是水帶鋪設(shè)。為解決此項(xiàng)工作，上海已經(jīng)出臺地方性標(biāo)準(zhǔn)，明確要求施工臨時(shí)用水干管在竣工后不拆除，明確配套消火栓接口，作為消防供水的干式豎管。建議，將此做法作為硬性規(guī)定，確保所有高層建筑保留施工用水干管和設(shè)置供水干管，用于消防車輛向高層建筑實(shí)施供水，提高滅火救援的供水能力和速度。

[1] 魏捍東，張智．從央視大火探討超高層建筑滅火對策[J]．消防科學(xué)與技術(shù)，2010，29(7)：606-612．

[2] GB 50016-2006，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S]．

[3] 發(fā)改運(yùn)行[2003]2116號，建筑安全玻璃管理規(guī)定[S]．

[4] 化學(xué)鋼化玻璃產(chǎn)品特性[EB/OL]．(2015-02-08)．http://www.jianshe99.com/ lun_wen/qita/ ya1504245902.shtml.

[5] 陳家強(qiáng).高層建筑火災(zāi)與應(yīng)對措施[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2007,26(2)：109-113.

[6] 李建華，黃鄭華.火災(zāi)撲救[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012：33-36．

(責(zé)任編輯 陳 華)

Difficulties and Solutions of Fire-fighting with High-rise Buildings

LIU Hongqiang1, WEI Handong2

(1.FireDepartmentofMinistryofPublicSecurity,Beijing100054,China; 2.FireCropsofHebeiProvince,Shijiazhuang050000,China)

With the development of society and economy, high-rise buildings have been mushrooming now. However, the fire protection situation is increasingly severe. Based on the specific test results, this paper explores the fire-fighting methods for high-rise buildings, and proposes feasible improvement measures, so as to efficiently tackle the fire risks in high-rise buildings, minimize casualties and economic losses, and avoid serious fire disasters.

high-rise buildings; fire-fighting; data analysis; method

2015-02-06

劉洪強(qiáng)(1977— )，男，天津?qū)幒尤?，工程師?魏捍東(1963— )，男，江蘇沭陽人，高級工程師。

TU998.1

A

1008-2077(2015)08-0026-04